Eu katkılı NiO Nanoparçacıkların Sol-Jel Yöntemi ile Sentezlenmesi, Yapısal ve Morfolojik Karakterizasyonu

Yıl 2022, Cilt: 34 Sayı: 2, 667 - 675, 30.09.2022

Ezgi Gürgenç

https://doi.org/10.35234/fumbd.1117256

Öz

Bu çalışmada, saf nikel oksit (NiO) ve Evropiyum (Eu) katkılı NiO nanoparçacıklar sol-jel yöntemi kullanılarak sentezlendi. Ni kaynağı olarak Nikel (II) asetat tetrahidrat ve Eu kaynağı olarak ise Evropiyum klorür kullanıldı. Sentezleme işlemi 80 ℃’de 3 saat sürede gerçekleştirildi. Sentezlenen nanoparçacıklar 450 ℃’de 1 saat süreyle tavlandı. Nanoparçacıkları oluşturan bileşikler X-ışını kırınımı (XRD) analiz edildi. Nanoparçacıkların morfolojileri alan emisyon taramalı elektron mikroskobu (FE-SEM) ile araştırıldı. Nanoparçacıkları oluşturan elementler ise enerji dağıtıcı X-ışını spektroskopisi (EDX) ile belirlendi. Sentezlenen parçacıkların nano boyutta olduğu ve Eu katkısı ile morfolojilerin değiştiği görüldü. Eu katkısı arttıkça kafes parametreleri ve birim hücre hacimlerinin arttığı tespit edildi. Eu katkısı arttıkça kristalite boyutlarında azalma meydana gelmiştir. Yapısal ve morfolojik karakterizasyonlar neticesinde Eu katkısının başarıyla gerçekleştiği görüldü. Üretilen saf ve Eu katkılı NiO nanoparçacıkların yarıiletken endüstrisinde nanomalzeme olarak kullanım alanı bulabileceği sonucuna varıldı.

Anahtar Kelimeler

NiO, Nadir toprak elementi, Yarıiletken, Sol-jel, Nanomalzeme.

Teşekkür

Yazar Ezgi GÜRGENÇ 100/2000 doktora burs programı ile verdiği burs desteği için Yüksek Öğretim Kuruluna (YÖK) teşekkür eder.

Kaynakça

• [1] Rahman M A, Radhakrishnan R, Gopalakrishnan R. Structural, optical, magnetic and antibacterial properties of Nd doped NiO nanoparticles prepared by co-precipitation method. J. Alloys Compd. 2018; 742: 421-429.
• [2] Zargouni S, El Whibi S, Tessarolo E, Rigon M, Martucci A, Ezzaouia H. Structural properties and defect related luminescence of Yb-doped NiO sol-gel thin films. Superlattices Microstruct. 2020; 138: 106361.
• [3] Chtouki T, El Mrabet M, Tarbi A, Goncharova I, Erguig H. Comprehensive review of the morphological, linear and nonlinear optical characterization of spin-coated NiO thin films for optoelectronic applications. Opt. Mater. 2021; 118: 111294.
• [4] Chen X, Xu L, Chen C, Wu Y, Bi W, Song Z, Zhuang X, Yang S, Zhu S, Song H. Rare earth ions doped NiOx hole transport layer for efficient and stable inverted perovskite solar cells. J. Power Sources 2019; 444: 227267.
• [5] Javar H A, Garkani-Nejad Z, Dehghannoudeh G, Mahmoudi-Moghaddam H. Development of a new electrochemical DNA biosensor based on Eu3+− doped NiO for determination of amsacrine as an anti-cancer drug: Electrochemical, spectroscopic and docking studies. Anal. Chim. Acta 2020; 1133: 48-57.
• [6] Goumri-Said S, Khan W, Boubaker K, Turgut G, Sönmez E, Minar J, Bououdina M, Kanoun M B. Europium incorporation dynamics within NiO films deposited by sol-gel spin coating: experimental and theoretical studies. Mater. Res. Bull. 2019; 118: 110525.
• [7] Al Boukhari J, Khalaf A, Sayed Hassan R, Awad R. Structural, optical and magnetic properties of pure and rare earth-doped NiO nanoparticles. Appl. Phys. A 2020; 126(5): 1-13.
• [8] Al Boukhari J, Khalaf A, Awad R. Structural analysis and dielectric investigations of pure and rare earth elements (Y and Gd) doped NiO nanoparticles. J. Alloys Compd. 2020; 820: 153381.
• [9] Al Boukhari J, Khalaf A, Awad R. Structural and electrical investigations of pure and rare earth (Er and Pr)-doped NiO nanoparticles. Appl. Phys. A 2020; 126(1): 1-16.
• [10] Agrawal S, Parveen A, Azam A. Microwave assisted synthesis of Co doped NiO nanoparticles and its fluorescence properties. J. Lumin. 2017; 184: 250-255.
• [11] Al Boukhari J, Zeidan L, Khalaf A, Awad R. Synthesis, characterization, optical and magnetic properties of pure and Mn, Fe and Zn doped NiO nanoparticles. Chem. Phys. 2019; 516: 116-124.
• [12] Ponnusamy P, Agilan S, Muthukumarasamy N, Senthil T, Rajesh G, Venkatraman M, Velauthapillai D. Structural, optical and magnetic properties of undoped NiO and Fe-doped NiO nanoparticles synthesized by wet-chemical process. Mater. Charact. 2016; 114: 166-171.
• [13] Rakibuddin M, Shinde M A, Kim H. Sol-gel fabrication of NiO and NiO/WO3 based electrochromic device on ITO and flexible substrate. Ceram. Int. 2020; 46(7): 8631-8639.
• [14] Ganesan V, Hariram M, Vivekanandhan S, Muthuramkumar S. Periconium sp.(endophytic fungi) extract mediated sol-gel synthesis of ZnO nanoparticles for antimicrobial and antioxidant applications. Mater. Sci. Semicond. Process. 2020; 105: 104739.
• [15] Manikandan B, Endo T, Kaneko S, Murali K, John R. Properties of sol gel synthesized ZnO nanoparticles. J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 2018; 29(11): 9474-9485.
• [16] Mokoena T P, Swart H C, Hillie K T, Motaung D E. Engineering of rare-earth Eu3+ ions doping on p-type NiO for selective detection of toluene gas sensing and luminescence properties. Sens. Actuators B Chem. 2021; 347: 130530.
• [17] Tilley R J, Crystals and crystal structures: John Wiley & Sons, 2020.
• [18] Shkir M, Chandekar K V, Khan A, Alshahrani T, El-Toni A M, Sayed M, Singh A, Ansari A A, Muthumareeswaran M, Aldalbahi A. Tailoring the structure-morphology-vibrational-optical-dielectric and electrical characteristics of Ce@ NiO NPs produced by facile combustion route for optoelectronics. Mater. Sci. Semicond. Process. 2021; 126: 105647.
• [19] Joshi U, Matsumoto Y, Itaka K, Sumiya M, Koinuma H. Combinatorial synthesis of Li-doped NiO thin films and their transparent conducting properties. Appl. Surf. Sci. 2006; 252(7): 2524-2528.